浅埋暗挖地铁车站管棚的数值模拟及其加固效果分析

以北京地铁十号线黄庄站126 m超前大管棚一次性施作作为研究背景,在对管棚作用效果和作用机理分析的基础上,比较了现有管棚计算模型的优劣,提出了在数值计算中采用桩单元模拟管棚的思路;对车站导洞施工过程中管棚变形的动态过程以及管棚注浆和管棚直径对地表沉降的控制效果进行了分析研究.监测数据表明:北京地铁十号线黄庄站管棚施作后,四导洞开挖完成后地表沉降控制在30 mm左右,与四号线黄庄站四导洞完成后地表80 mm的沉降值相比大大减小,起到了良好的控制作用.     

隧洞开挖中断层带的处理技术及应用

介绍莆田市外渡引水工程隧洞开挖中对所遇断层的处理情况 .开挖前对所发现断层预先做了固结土体和超前支护防治 ,使断层带在开挖中处于稳定状态 ,隧洞施工得以安全顺利进行 .这一方法对解决各种地质条件下土洞开挖的施工困难具有一定的借鉴价值 .     

厦门翔安隧道洞口段管棚设计与施工

为了给出厦门翔安隧道洞口段管棚超前支护的设计参数,采用快速拉格朗日有限差分法分析了管棚超前支护的效果;指出施工中遇到的问题及解决办法.洞口浅埋段采用40m长管棚超前支护,经注浆形成的加固圈起到了"承载拱"的作用,有效控制了地面不匀匀沉降.管栅施工中克服了钻孔循环介质对地层的扰动,为安全进洞发挥了作用.     

小净距隧道洞口段施工方法优化分析

以小净距林屋隧道洞口段开挖为工程背景,对现场爆破振动、拱顶沉降和水平收敛进行监控量测.监测结果表明,在超前大管棚支护下,原设计开挖方法(CRD法)需要进行优化.由此提出了台阶法施工的方案,并结合洞口段地形状况和掌子面实际暴露的围岩状况,建立了有限元数值分析模型,以验证台阶法施工的合理性.监测和数值分析结果表明:台阶法施工的方案可行,体现了新奥法动态设计和施工的理念.结果可为超前大管棚支护下小净距隧道洞口段的开挖提供参考和借鉴.     

红土田电站引水隧洞破碎岩层开挖与衬砌

红土田电站引水隧洞地质条件极为复杂,主要分布第四系坡积、崩塌堆积体并夹砂土,厚度5~45 m,隧洞开挖难度大,开挖方案确定按照＂杆超前、后开挖、弱爆破、短进尺、强支护、早封闭、勤量测＂的原则进行隧洞施工的总体方案,洞身开挖采用交叉中隔壁法施工,通过采用该方法施工,最终确保了隧洞施工的安全、工程质量和施工进度均达到业主的要求.     

浅埋偏压小净距隧道管棚支护参数优化研究

为研究浅埋偏压小净距隧道管棚+超前小导管联合超前支护参数对隧道支护效果的影响,依托彝良隧道洞口段工程,通过FLAC^3D建立不同管棚注浆加固区厚度、长度、直径、环向间距和外插角度等参数下的三维模型工况,分析各管棚参数对围岩位移的控制效果。结果表明：增大管棚注浆加固区厚度、直径和长度可降低围岩位移,注浆加固区厚度为3 m、管棚直径为100 mm和长度为40 m较佳;随管棚外插角度和环向间距的增加,围岩位移逐渐增大,管棚外插角度为2°和环向间距为0.3 m较为合适。在管棚合理支护参数选择的基础上,将模拟值与现场监控量测值对比,验证所选支护参数的合理性和可靠性。     

大断面浅埋隧道管棚支护参数优化研究

为研究浅埋隧道管棚超前支护参数对隧道支护效果的影响,利用有限差分法软件Flac3D对重庆东环线白杨湾下穿高速公路隧道进行建模.并将计算结果与实测结果进行对比,验证模型正确性,然后通过改变管棚直径、管棚间距、布置角度等参数,进行多种工况数值仿真模拟,分析了管棚参数对地表沉降控制效果的影响.结果 表明:增大管棚直径可以减小...     

基于爆破卸压地应力快速释放的强岩爆防治方法与效果评价研究

深埋隧洞强岩爆灾害是制约工程开挖施工安全和高效实施的难题,科学爆破开挖设计已成为有效控制强岩爆灾害的重要技术手段。针对锦屏二级引水隧洞工程随隧洞埋深增加、地应力增大所频现的强岩爆灾害的防控问题,对爆破卸压方法的强岩爆防治效果开展了数值仿真设计与现场试验研究。围岩内双排倾斜辐射孔和掌子面垂直超前孔两种爆破卸压方法的数值论证结果表明:前者可在左侧边墙爆破孔及拱顶中部附近、右侧拱腰下部和拱肩爆破孔附近形成了应力松弛区,应力集中部位从轮廓线附近转移到距轮廓线约5.0 m的围岩深部,后者通过爆破卸压作用在掌子面前方产生一定延伸范围的松弛区,可有效释放掌子面处的集中应力。进一步基于拉森斯岩爆判别法对比两方案的岩爆防治效果表明原来可能发生强烈岩爆的部位,采用爆破卸压释放应力后岩爆烈度等级均降低为弱岩爆,掌子面发生岩爆的可能性也显著降低。现场试验验证研究进一步论证了基于爆破卸压理论的快速应力释放方法来防治岩爆的可行性和有效性,并深入分析了两种爆破卸压方案对强岩爆防治的优势。综合研究成果并结合现场实际应用情况,提出了锦屏二级引水隧洞工程岩爆防治的综合措施,为强岩爆环境下爆破开挖设计和施工提供方法与理论支撑。     

复杂环境下超浅埋地下通道施工技术研究

结合合肥市府广场地下通道工程,详细介绍了在饱和淤泥质地层条件下采用长管棚结合注浆小导管超前支护、短开挖和强支护等综合浅埋暗挖施工技术。工程结果表明,在复杂环境下采用暗挖法施工是可行的,并可实现洞内施工安全和地面沉降控制要求,避免了明挖施工对城市交通的干扰。所得施工经验对合肥地区类似地下工程具有一定的指导意义。     

采用双参数地基模型分析管棚变形及内力特征

管棚法在暗挖地下工程中已有较多的应用,通过对管棚力学特征进行理论分析,以期对其设计与施工有所帮助.以北京地铁4~#线西单站工程为例,建立管棚受力的双参数弹性地基梁模型,推导出管棚的挠度及转角、弯矩微分方程,并进行求解,根据管棚两端支撑条件,分析了其变形和内力特征.分析表明,管棚的最大挠度和最大剪力出现在掌子面附近已开挖未支护的部分,掌子面前方1.5～2.0倍开挖高度范围内的围岩有变形和松动.     

既有高速公路下穿隧道超长双层大管棚变形规律研究

某隧道下穿高速公路段以140m超长大管棚作为超前预支护.为探究隧道开挖过程中管棚与围岩的相互作用,采用测斜仪和水平测斜管对超长大管棚的变形进行测试,得到管棚在隧道开挖过程中各点的位移的分布规律,应用双参数弹性地基梁中的巴氏(Pasternak)模型进行理论分析,并与试验结果进行对比.根据现场测试结果和理论计算,分析隧道...     

基于双参数地基的隧道预支护拱棚壳体力学模型

隧道预支护技术作为重要施工辅助方法,除有效加固围岩外,还具有良好的承载、抑制变形作用。为了更好地模拟隧道预支护拱棚真实受力,基于注浆管棚、水平旋喷拱棚所呈现出的壳体特性,首先,建立正交曲线坐标系,通过位移函数求解控制方程,然后,引入Pasternak地基模型,建立了Pasternak双参数地基的拱棚壳体力学模型,最后,推导出拱棚挠度、内力、地基反力的解析解表达式。将所提模型进行案例计算和数值验证,再对预支护拱棚的变形、横纵向受力以及地基接触反力进行分析,探讨了拱棚设计参数对旋喷拱棚变形的影响。与既有文献的分析方法对比,所提模型考虑了岩土体的连续性和注浆加固区整体性影响,相比传统方法理论上更贴近拱棚预支护真实受力状态;解析法和数值法得出的整体挠度曲线均呈“勺形”分布,结果吻合程度较好。力学分析表明：纵向上,拱棚能很好地调整压力分布,一定程度上使内部围岩处于免压状态;以开挖面为界,拱棚纵向弯矩、剪力的影响范围约5倍开挖进尺;横向上,拱脚处剪应力起主导作用,拱顶处主要由正应力主导且容易发生材料破坏;不同参数对拱棚结构变形影响程度不同,总体表现出：初始挠度>开挖进尺>桩径>埋深>开挖高度。     

小净距公路隧道施工相互作用的有限元分析

目前,小净距公路隧道在我国的修建越来越多。小净距公路隧道一般采用一先一后的施工方法,后行洞是在先行洞扰动之后的围岩中修建的,后行洞的施工又对已建的先行洞产生影响。为了揭示这类隧道的施工相互作用规律,本文结合重庆市金山大道岚峰隧道工程实践,应用有限元数值模拟方法,分析了围岩各关键点的变形、应力场和塑性区的特征,研究表明:这类隧道在施工过程中后行洞的开挖对已修建的先行洞产生较大的作用,其分析结果能够为小净距公路隧道的设计、施工提供科学依据。     

浅埋黄土隧道塌方破坏模式及处置技术

以宁夏某浅埋黄土隧道塌方事故为依托,首先讨论分析浅埋黄土隧道的塌方破坏机理及模式,然后根据现场塌方情况,分析案例隧道塌方原因并提出处置方案,最后通过数值模拟和现场监测对其处置效果进行评价。结果表明：黄土自身的易灾性、不良地形地势、浅埋隧道施工扰动以及强降雨入渗共同导致隧道上方围岩形成一定范围的黄土软弱湿陷带,原隧道支护结构无法抵抗劣化后的围岩,围岩变形和结构受力均大幅增加,其中拱顶沉降增大了91.8%,拱肩处初支正弯矩增大了60.7%;黄土地层开挖面失稳破坏可分为掌子面到达软弱湿陷带的失稳破坏和穿越整个软弱湿陷带的失稳破坏两种模式;结合有限元模拟和现场监测验证,“临时支护系统+换拱+超前中管棚注浆加固”的综合防塌方处置技术应用效果显著。     

铁路隧道TGP超前地质预报系统应用探讨

通过京福铁路客运专线闽赣Ⅳ隧道工程实例,阐述了TGP地震反射波法的基本原理和过程,并分析其特点和优越性.通过工程应用研究,对TGP206系统的工作原理、数据处理、解释技术和等级分析等进行系统探讨,剖析了TGP系统进行隧道围岩类别判识及其有效性等相关问题,验证了预报结果的准确性.     

深基坑开挖对临近地铁隧道影响数值分析

随着城市发展和城市轨道交通网络逐渐完善,地下空间开发不可避免地要影响到日益完善的轨道系统,如深基坑工程。本文以深基坑开挖对其临近隧道的影响为研究内容,通过三维有限元分析,在定性的基础上研究了不同情况下深基坑开挖对临近隧道的影响,为优化设计和施工提供有益的参考。     

黄土连拱隧道开挖的模型试验与压力拱分析

针对黄土连拱隧道复杂的施工力学特性,研究黄土连拱隧道动态开挖全过程中隧道轮廓位移、围岩的应力及压力拱分布规律.通过大型室内模型试验模拟黄土连拱隧道中的导洞开挖,利用相关监测元件对隧道轮廓位移、围岩的径向及环向应力进行采集和分析;采用有限差分软件对开挖过程的位移及压力拱进一步分析.研究表明：随着黄土连拱隧道不同导洞的开挖,各监测点位移时程曲线总体形状呈台阶形增长,且各台阶的增长对应各导洞初期开挖的位移突变;黄土连拱隧道的压力拱范围比同等级围岩的连拱隧道更大,先行导洞开挖完时,其拱顶压力拱大约为1D（D为隧道洞高）,单洞开挖完时,其拱顶压力拱范围大约1.5D;从第一先行导洞开挖到双洞完成,中隔墙上部围岩压力拱范围经历了0.5D→1D→0.5D→1D的变化,形成了多次应力重分布,对此范围的围岩应及时注浆或打入锚杆,加强支护.     

热力隧道上穿既有地铁6号线隧道方案比选

随着城市地下轨道交通的发展,上穿既有线路的情况时有发生.由于新线穿越既有线路不可避免地会引起既有隧道结构产生附加应力和沉降,而地铁运营对变形又有着非常严格的控制标准,所以选择最合适的施工方法十分重要.以热力隧道上穿北京地铁6号线东四站—朝阳门站区间工程为依托,通过三维数值模拟软件FLAC3D分别对从左侧竖井向右侧竖井开挖热力隧道;右侧竖井向左侧竖井开挖热力隧道;从两侧竖井向中间开挖热力隧道三种施工方式进行数值模拟分析.并从三种施工方案中比选出对既有地铁运营区间影响最小的施工方法.通过进行安全分析可以表明:从两侧竖井向中间开挖热力隧道能有效减小地铁6号线运营区间的变形,为更加合理的施工提供了重要依据.